Uitgebreide gids voor PCB-testmethoden: Kwaliteit en betrouwbaarheid garanderen

Snel naar:

• Waarom PCB-testen noodzakelijk is?
• Wat wordt getest?
• Soorten PCB-testmethoden
• Bescherm uw PCB met betere ontwerpen
• Kies voor Millennium Circuits

Gids voor testmethoden voor geprint printplaten

Het laatste wat een ontwerper wil, is in de laatste minuut ontdekken dat het product defect is. Elektronica van alle typen, zelfs als ze correct zijn ontworpen en zorgvuldig gebouwd, zijn vatbaar voor problemen. Veel elektronica komt uit de prototypefase met veel bugs en issues voor de ontwerpers om op te lossen. Echter, als iets onopgemerkt blijft tot het product in het veld is, kan dat enorme problemen voor het bedrijf betekenen.

Testen van elektronica is zo belangrijk, vooral voor geprint printplaten (PCB's), omdat het diverse problemen voorkomt. Om een duidelijker beeld te krijgen van hoe PCB-testen uw PCB-producten kunnen verbeteren, lees meer over wat PCB-testen is en welke primaire methoden gebruikt worden om PCB's te evalueren.

Waarom PCB-testen noodzakelijk is

Testen is een cruciaal onderdeel van het productieproces voor PCB's. Wanneer PCB-testen doorlopend worden uitgevoerd tijdens de productiecyclus, kan dit geld besparen en problemen voorkomen bij de definitieve productierun.

Somme ontwerpanalysetechnieken kunnen in de vroege fasen worden gebruikt om grote problemen tijdens het productieproces te minimaliseren, maar er is ook een breed scala aan PCB-testmethoden die op fysieke borden kunnen worden uitgevoerd. Deze tests, uitgevoerd op prototypes of kleinschalige assemblagezen, kijken nauwgezet naar potentiële kortsluitingen, soldeerproblemen en functionaliteit, zodat elke geteste PCB functioneert zoals bedoeld.

Vraag een gratis offerte aan

Voordelen van PCB-testen

Veel bedrijven zien PCB-testen als absolute noodzaak vanwege de vele voordelen die het biedt. Bekijk enkele van de volgende belangrijkste voordelen van PCB-testen:

• Bugidentificatie: Het primaire voordeel van PCB-testen is dat het helpt problemen in PCB's te identificeren. Of het probleem nu ligt in functionaliteit, produceerbaarheid of elders, PCB-tests identificeren issues in een PCB-ontwerp en -indeling zodat ontwerpers dienovereenkomstig kunnen aanpassen.
• Tijdsbesparing: PCB-testen in de vroege fasen kan op de lange termijn tijd besparen, door ontwerpers in staat te stellen grote problemen tijdens de prototypestap te identificeren. Uitgebreide tests stellen ontwerpers in staat de basisaanleiding van elk probleem snel en gemakkelijk te bepalen, aanpassingen te maken zodat ze sneller met productie kunnen doorgaan en de leadtime van het product te verminderen.
• Kostensenking: PCB-testen voorkomt verspillende productie van defecte producten door prototypes en kleinschalige assemblagezen te gebruiken om de producten te testen. Door grondige testen vroeg in het ontwerpproces te voltooien, kunnen ontwerpers verspillende full-scale assemblagezen van defecte PCB's voorkomen, zodat het ontwerp zo foutloos mogelijk is voordat het in productie gaat. Deze stap helpt de productiekosten aanzienlijk te verlagen.
• Minder geretourneerde producten: Wanneer bedrijven PCB-testen uitvoeren, verlagen ze de kans op het verkopen van defecte producten of producten die niet aan prestatienormen voldoen. Als gevolg zien ze minder geretourneerde producten, wat leidt tot lagere kosten voor restituties en afhandeling van defecte goederen. Bovendien kan minder retour leiden tot hogere klanttevredenheid en een verbeterde bedrijfsreputatie.
• Vergrote veiligheid: Aangezien PCB's vaak worden gebruikt in essentiële elektronische technologieën, kan hun uitval grote problemen veroorzaken voor de productiviteit van een bedrijf of de capaciteit van een organisatie om essentiële diensten te verlenen. Een defecte PCB kan brand veroorzaken, wat mensen in de buurt in gevaar kan brengen. Testen vóór productie kan ook ervoor zorgen dat machines en werknemers niet beschadigd of gewond raken door een onjuist ontwerp tijdens productie.

Hoewel grondig testen niet voor alle typen PCB's nodig is, vooral niet voor volwassen producten ver in hun productlevenscyclus, hebben de meeste nieuwe PCB-ontwerpen robuuste en frequente testen van het ontwerpproces nodig. Door een geschikte PCB-testprocedure voor de behoeften van uw organisatie vast te leggen, kunt u de voordelen van PCB-testen ervaren.

Wat is PCB-testen en wat wordt er getest?

PCB-testen en -inspectie omvatten een breed scala aan testmethoden voor geprint printplaten die controleren of een PCB aan normen voldoet. Sommige van deze PCB-normen gaan over het waarborgen dat de PCB correct functioneert volgens de specificaties van een project en dat het geen defecten heeft. Elektronische bordtesters en andere testmethoden voor printplaten worden gebruikt om deze inspecties en PCB-tests uit te voeren.

Testprocedures voor printplaten evalueren verschillende componenten van PCB's. Deze componenten worden in detail geanalyseerd om hun kwaliteit te waarborgen. De primaire geteste componenten vindt u hieronder:

• Laminatie: Laminatiekwaliteit is essentieel voor de levensduur van een PCB – loslatend laminaat kan problemen veroorzaken in de uiteindelijke functionaliteit van een bord. Over het algemeen kijken tests op laminatie naar de weerstand van het laminaat tegen loslaten door kracht of toepassing van hitte.
• Koperplating: Het koperfolie op een PCB is gelamineerd op het bord om geleiding te bieden, maar de kwaliteit van het koper wordt vaak getest, met trekkracht en rek geanalyseerd in detail.
• Soldeerbaarheid: Het testen van de soldeerbaarheid van een materiaal is essentieel voor een functionerende PCB, aangezien het ervoor zorgt dat componenten stevig aan het bord kunnen worden bevestigd en soldeerdefecten in het eindproduct voorkomt. De meest geanalyseerde factor is benetting, wat verwijst naar hoe goed een oppervlak vloeibaar soldeer aanneemt.
• Gatwandkwaliteit: Gatwandkwaliteit is een ander essentieel onderdeel van een PCB, wat ervoor zorgt dat de gatwanden niet barsten of delamineren wanneer het PCB in het veld komt. Gatwanden worden doorgaans geanalyseerd in omgevingen met cycli en snel veranderende temperaturen om te zien hoe ze reageren op thermische stress.
• Elektrisch: Elektrische geleiding is essentieel voor elke PCB, dus de capaciteit van een PCB om elektrische stromen met minimale lekkage door te laten lopen is een veelvoorkomende test.
• Omgeving: Veel PCB's werken in vochtige omgevingen, dus een veelvoorkomende test voor PCB's is waterabsorptie. In dit type tests wordt het PCB gewogen voordat en nadat het in een vochtige omgeving is geplaatst, en elke significante gewichtsverandering resulteert in een niet-slaag.
• Schoonheid: Schoonheid voor PCB's is de capaciteit om omgevingsfactoren zoals corrosie en vocht te weerstaan. Over het algemeen omvatten deze tests het analyseren van PCB's voordat en nadat ze door variërende omstandigheden zijn gehaald.

De meeste van deze factoren worden geanalyseerd in vroege materialen- en omgevings-tests. Echter, factoren zoals elektrische geleiding en algemene functionaliteit worden geanalyseerd met verschillende methoden en apparatuur.

Soorten PCB-testmethoden

Er zijn verschillende PCB-testmethoden beschikbaar, en geen enkele vangt elk probleem of voldoet aan de eisen van elke ontwerper. Elke testmethode moet nauwkeurig worden overwogen om te bepalen of deze aan de specifieke behoeften van uw productieomgeving voldoet. Enkele factoren om te overwegen zijn het type product dat u test, de problemen waar u voor test en de betrouwbaarheid van de testmethode. Om u een overzicht te geven van de beschikbare testmethoden, hebben we de belangrijkste kenmerken van vier populaire typen PCB-testmethoden samengevat:

1. In-Circuit Test (ICT)

In-circuit testen is een populaire PCB-testmethode die veel PCB-fabrikanten prefereren, en het kan 98% van de fouten vinden. Deze testmethode gebruikt speciale PCB-teststappen en apparatuur, waaronder:

• In-circuit tester: Het testersysteem bevat een matrix van honderden of duizenden drivers en sensoren, die de metingen voor de test uitvoeren.
• Fixture: Een fixture verbindt met de in-circuit tester en is het deel dat direct interactie heeft met het te testen bord. Deze fixture ziet eruit als een bed van nagels en is specifiek ontworpen voor het bord in kwestie. Elke 'nagel', of sensorpunt, verbindt met relevante punten op het testbord, en voedt informatie terug naar de tester. Fixtures zijn doorgaans het duurste onderdeel van dit systeem.
• Software: Software voor de tester instructeert het systeem welke tests uit te voeren voor elk type bord dat getest wordt en dicteert de parameters voor slaag of mislukking.

Met de ICT-methode kan een fabrikant individuele componenten testen en hun prestaties meten, ongeacht de andere componenten die eraan verbonden zijn. Over het algemeen is dit type testen het beste voor analoge circuits, aangezien het het beste is in het meten van weerstand, capaciteit en andere analoge maten. Daarnaast betekent de kosten van de apparatuur dat deze testmethode het beste geschikt is voor de eindtest van stabiele, hoog-volume producten, niet voor lage-volume producties of vroege testfasen waar het ontwerp meerdere keren kan veranderen.

2. Fixtureless In-Circuit Test (FICT) / Flying Probe Test

De fixtureless in-circuit test (FICT), ook bekend als de flying probe test, is een type ICT dat werkt zonder custom fixtures, wat de totale testkosten verlaagt. Eerst geïntroduceerd in 1986, gebruikt FICT een eenvoudige fixture om het bord vast te houden terwijl testpennen rondbewegen en relevante punten erop testen met een software-gecontroleerd programma. Sinds de introductie heeft FICT wijdverspreid gebruik gekregen in de elektronica-productieindustrie omwille van zijn veelzijdigheid.

FICT-testen wordt gebruikt voor dezelfde dingen als traditionele ICT, maar vanwege de manier waarop het test, biedt het verschillende voor- en nadelen. Terwijl FICT snel kan aanpassen aan nieuwe borden, eenvoudig en kosteneffectief, met een simpele programmeerwijziging, is het langzamer dan de traditionele ICT. Deze kwaliteit maakt het een ideale testmethode voor kleinschalige productietests en prototypetesten, maar minder effectief voor grootschalige productie.

3. Functionele Circuit Test

Een functionele circuit test is precies wat het klinkt – het test de functie van het circuit. Dit type testen komt altijd aan het eind van het productieplan, met een functionele tester om te controleren of een afgewerkte PCB voldoet aan de specificaties.

Hieronder vindt u antwoorden op veelvoorkomende vragen over functionele circuit tests en hoe ze werken:

• Hoe werken functionele testers? Functionele testers komen in verschillende typen, maar delen over het algemeen dezelfde functie – ze simuleren de eindomgeving waarin de PCB moet functioneren. Functionele testers doen dit meestal door te interfacen met de PCB via zijn test-puntjes of randconnectors en te testen om te certificeren dat de PCB functioneert volgens de ontwerpspecificaties.
• Zijn functionele circuits hetzelfde als ICT's? Op sommige manieren lijken functionele circuit tests op ICT's in het sens dat ze connectors gebruiken om aan het bord te koppelen. In het geval van functionele circuit testers gebruiken ze pogo-pin apparaten om met de PCB te verbinden en hebben ze doorgaans minder pennen nodig dan een ICT-fixture. De testapparatuur voert dan programma's uit om de PCB te testen, zodat de apparatuur precies functioneert zoals bedoeld.
• Wanneer vinden functionele circuit tests plaats? Zoals eerder vermeld, zijn functionele circuit tests het laatste type test om in een PCB-productieplan te voltooien, zodat het product dat eruit gaat functioneert volgens specificaties.
• Wat evalueert een functionele circuit test? Over het algemeen kijken functionele circuit tests alleen naar de functionaliteit van het product als geheel en beoordelen het op basis van slaag of misluk. Als gevolg is het geen ideale testmethode voor vroege prototypes, aangezien het geen details identificeert over wat er mis is met het product.

4. Boundary Scan Testing

De boundary scan test kijkt naar de draadlijnen op PCB's en wordt wijd gebruikt als manier om geïntegreerde circuits te testen wanneer het niet mogelijk is om alle knooppunten van het circuit te bereiken. In dit type test worden cellen geplaatst in de leads van het silicium naar de externe pennen, wat de functionaliteit van het bord test.

Het grote onderscheidende kenmerk van dit type test is de capaciteit om een bord te beoordelen zonder alle knooppunten te bereiken. Deze kwaliteit is belangrijk voor het evalueren van geïntegreerde circuits met meerdere lagen en hoge dichtheid, aangezien deze typen PCB's in de afgelopen jaren vaker zijn geworden.

In feite is deze testmethode heel veelzijdig en kan worden gebruikt voor diverse toepassingen, waaronder systeemniveau-tests, geheugentesten, flash-programmering en centrale verwerkingsseenheid (CPU) emulatie, onder andere functies. Het wordt veel gebruikt in veldservice om problemen in functionerende systemen te detecteren.

Bescherm uw PCB met betere ontwerpen

Om uw PCB beter te beschermen en te laten slagen voor een inspectie en test, kunt u overwegen om enkele van de top-ontwerptechnieken van vandaag te gebruiken. Design for Manufacturing (DFM), Design for Assembly (DFA), Design for Test (DFT) en Design for Supply Chain (DFSC) zijn allemaal een paar van de beste ontwerptechnieken die gebruikt worden om ervoor te zorgen dat een PCB correct wordt geproduceerd.

Eigenlijk gebruiken ontwerpers deze technieken in de schematische en simulatiestap om ervoor te zorgen dat een PCB aan verschillende parameters en normen voldoet voordat het naar de productiefase wordt gestuurd. Lees meer over DFM, DFA, DFSC en DFT hieronder.

Design for Manufacturing

DFM is het proces van het arrangeren van een PCB-topologie met het productieproces in gedachten. Met deze ontwerphouding is de PCB-layout-topologie bedoeld om problemen te mitigeren die doorgaans optreden tijdens de fabricage- en assemblageprocessen, waaronder:

• Slijtjes en eilanden: Stukken vrijdrijvend koper op een PCB-laag kunnen problemen veroorzaken in een PCB-ontwerp, wat meestal gebeurt wanneer een ontwerp verschillende gebieden met kleine koperen eilanden tussen sporen bevat. Deze stukken kunnen losbreken en interferentie veroorzaken op andere delen van het bord en eilanden, spoorimpedantie, spooronauwkeurigheden, impedantie en andere issues.
• Soldeerbruggen: Wanneer sporen en pennen te dicht bij elkaar worden geplaatst en geen soldeermasker in een ontwerp wordt gebruikt, kan soldeer bruggen vormen tussen pennen, wat kortsluitingen en corrosie samen met andere problemen veroorzaakt.
• Koper tot rand: Soms ligt het koper op een PCB te dicht bij de rand van het bord, wat kortsluitingen veroorzaakt tijdens het etsproces wanneer een elektrische stroom wordt toegepast.

DFM-tests zouden vroeg in een projecttijdlijn geïmplementeerd moeten worden om de totale kosten en ontwikkeltijd te verlagen. Er zijn genoeg softwareprogramma's beschikbaar die issues als die hierboven vermeld identificeren.

Design for Assembly

Voor elke PCB-assemblage is het essentieel om componenten veilig aan het printplaatje te bevestigen. Helaas kan dit lastig zijn wanneer het ontwerp moeilijk te monteren is, weshalb DFA essentieel is. Met DFA is het doel om te bepalen hoe de PCB te ontwerpen zodat de monteur het werk snel en effectief kan voltooien.

Het DFA-proces omvat de volgende stappen:

• Minimaliseer materiaalinputs.
• Kies gemakkelijk beschikbare componenten.
• Geef componenten voldoende ruimte tussen elkaar.
• Pas algemene PCB-ontwerpstandaarden toe.
• Maak markeringen voor componenten nauwkeurig en duidelijk.

Net als DFM, zouden DFA-tests vroeg in een projectontwerpproces geïmplementeerd moeten worden om productiekosten en productontwikkeltijd te minimaliseren. PCB-testsoftwareprogramma's zijn beschikbaar om te helpen waarborgen dat PCB-ontwerpen aan DFA-standaarden voldoen.

Design for Test

DFT is een type ontwerp dat helpt testen grondiger en minder kostbaar te maken. Eigenlijk worden PCB's die met DFT in gedachten zijn ontworpen, zo ontworpen dat het makkelijk is om fouten te detecteren en te lokaliseren. Op die manier is het makkelijker om tests snel en nauwkeurig uit te voeren, wat de benodigde testtijd vermindert. Hiervoor moeten ontwerpers precies weten welk type testmethoden ze in elke productiefase zullen gebruiken en de PCB ontwerpen om optimaal met ze te werken.

DFT kan een groot deel van extra ontwerp- en ingenieursinspanning in het PCB-ontwerpproces vereisen, wat gemakkelijk opweegt tegen de tijd die tijdens testen wordt bespaard. De hoeveelheid tijd die wordt besteed, wordt echter gemakkelijk goedgemaakt door een algehele daling in productiekosten. Met fouten die makkelijker te vinden zijn, is het minder waarschijnlijk dat PCB's met verborgen fouten worden uitgeleverd, wat de kosten van klantontevredenheid en potentiële terugroepacties vermindert.

Design for Supply Chain

Eén ding wat veel ontwerpers niet overwegen is de levenscyclus van een product of component. Vaak worden bepaalde componenten verouderd tijdens de productlevenscyclus van een PCB, en wordt het moeilijker om die component op een kosteneffectieve manier te bemachtigen. Het is essentieel om rekening te houden met componentlevenscycli bij het ontwerpen van nieuwe producten met DFSC-technieken.

Zich bewust blijven van levenscycli omvat het spreken met een ervaren elektronica-contractfabrikant om voorraadbeschikbaarheid en alternatieve bemachtiging voor de componenten van een PCB vroeg in het ontwerpproces te bepalen. Op de lange termijn zal deze DFSC-strategie helpen geld te besparen door een lange levensduur voor een PCB-ontwerp te waarborgen.

Kies Millennium Circuits voor PCB-testen

Ongeacht de methode die u gebruikt, is PCB-testen een essentiële stap in het ontwerpproces, wat uw bedrijf veel tijd en geld bespaart door bugs te voorkomen voordat ze uw productie beïnvloeden. Echter, om tests met succes op uw PCB's uit te voeren, hebt u een leverancier nodig op wie u kunt vertrouwen om ervoor te zorgen dat uw prototypes op maat worden gemaakt. Millennium Circuits Limited kan helpen.

Wij bieden diverse prototype- en kleinschalige productiediensten die uw testproces kunnen versnellen. Met ongelooflijke betrouwbaarheid en geen verborgen kosten, zorgen wij ervoor dat u op ons kunt vertrouwen om u hoogwertige prototypes voor uw volgende ronde PCB-testen te leveren. Vraag vandaag nog een offerte aan!

Vraag een gratis offerte aan